CELULOSE SULFATO DE 8RACATlNGA

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1 CELULOSE SULFATO DE 8RACATlNGA Autor: Luiz Emesto George Barrichelo - nstituto de Pesquisas e Estudos Florestais, Piracicaba, SP. 1 - NTRODUÇÃO As condições climáticas reinantes em grande parte da área de ocorrência natural da bracatinga (Mimosa bracaatinga Hoehne) caracterizadas por variações extremas de temperatura no decorrer do ano tomam pouco promissoras as possibilidades de plantio econômico de folhosas de rápido desenvolvimento e de características favoráveis à sua industrialização intensiva. As excepcionais qualidades da bracatinga de regenerar rápida e densamente após a exploração dos povoamentos naturais principalmente após a passagem de fogo pelo terreno sugerem a possibilidade de sua utilização como espécie econômica para a produção de celulose de fibra curta de real utilidade para a indústria papeleira do sul do País. Esses fatos por si só justificam os estudos que nos levaram a desenvolver o presente trabalho. Os resultados aqui apresentados são preliminares e se constituem numa contribuição ao estudo do aproveitamento da madeira de bracatinga. 2 - MATERAL E MTODOS Matéria-prima Foi utilizada uma amostra composta obtida de árvores de bracatinga com idades compreendidas entre 4 e 7 anos. O material proveniente de regeneração natural ocorrida em terrenos de propriedade da "Olínkraft Celulose e Papel Ltda.", Lajes - SC foi utilizada cêrca de 15 dias após a coleta. Das amostras recebidas foram retirados discos para a determinação da densidade e dimensões das fibras. Para isso utilizou-se uma serra de fita sendo que a serragem obtida foi conservada para as análises químicas da madeira.. A matéria-prima foi reduzida manualmente a cavacos. A picagem se fêz obliquamente ao comprimento das amostras, procurando-se obter cavacos os mais semelhanes possíveis dos conseguidos industrialmente Densidade básica Para a determinação da densidade básica foram utilizados 18 corpos de prova. nicialmente foram submersos em água até atingirem a saturação completa e a seguir seus volumes foram determinados por imersão. Após a determinação dos volumes as amostras foram levadas à estufa mantida a temperatura de 105 mais ou menos 3 C até atingirem pesos constantes. As densidades básicas das amostras foram determinadas através da fórmula seguinte: d= pêso absolutamente volume saturado sêco Mensurações das fibras A maceração das amostras foi feita usando-se uma solução composta de 1 volume de água oxigenada, 4volumes de ácido acético glacial e 5 volumes de água destilada. Foram medidas 50 fibras totalmente casualizadas Análise química A serragem obtida conforme descrito em 2.1. foi refinada em moinho Wiley, classificada e ensaiada, conforme preconizam as normas americanas tia "Technical Association of Pulp and Paper ndustry" e normas brasileiras da Associação Técnica Brasileira de Celulose e Papel, abaixo discriminadas : Solubilidade em água fria e quente - Tlm-59 e ABCP M4/68 Solubilidade em NaOH 1%T4m-59 e ABCP M5/68 Solubilidade em álcool-benzeno - T6m-59 Lignína na madeira - T3m-54 Pentosanos na madeira - T9m-50 Celulose Cross e Bevan na madeira - ABCP P9/68 Cinzas na madeira - T15m-58 43

2 3 - DENSDADE BASCA E DMENSOES DAS FBRAS A tabela apresenta as densidades básicas e dimensões das fibras da matéria-prima ensaiada. TABELA - DENSDADE E FBRAS Densidade Comprimento Largura Diâmetro Espessura Valôres g/cm" mm Micra Lúmen Parede Micra Micra Média 0,513-1,17 25,8 14,3 5,7 Máximo 0,648 1,64 32,5 22,5 10,0 Mínimo 0,432 0,88 20,0 7,5 2,5 Desvio Padrão 0,071 0,146 3,152 3,970 1,505 Coeficiente de variação (%) 13,82 12,50 12,22 27,76 26, ANALSE QUMCA Os resultados constantes da Tabela 11 repre sentam as médias de duas determinações. TABELA 11 - ANALSES QU1MCAS Material (%) Celulose Cross e Bevan. Lignina. Pentosanas '. Solubilidade em água fria. 58,6 25,4 21,8 1,6 Solubilidade em água quente oo. o Solubilidade em NaOH 1% oo' ooooo. ooo Solubilidade em álcool-benzeno o. ooo.. o Cinzas.. oo. o o. o. ooo. oo. o. oo. oo. 4,1 19,0 0,2 0, PREPARAÇÃO DAS PASTAS CELULÓSCAS E TESTES F1SCO-MECANCOS Foi utilizado o processo sulfato sendo feitos quatro cozimentos procurando-se obter pastas celulósicas com diferentes graus de deslignificação. Utilizou-se uma autoclave giratória (2 rpm) de aço inoxidável, 20 litros de capacidade e com aquecimento elétrico. Errr cada cozimento ensaiou-se uma quantidade de cavacos equivalente a 800 g absolutamente secos e o contrôle foi feito através da temperatura. Os esquemas de cozimentos empregados estão na Tabela 111. TABELA 111 COZMENTOS (N. 0) 11e 111 V Álcali ativo (% Na O sôbre Temperatura máxima (OC) Tempo até a tempo máxima matéria sêca) (min.) Sulfidez (%) Tempo a tempo máx. (min) Atividade (%) Relação licor-madeira (litro Tempo total de cozimento /kg).... 4/1 4/1 4/1 (mino)

3 A sulfidez de 25% foi conseguida pela adição de sulfeto de sódio (Na S) e a atividade de 88% 2 através da adição de carbonato de sódio (Na CO ) ao licor de cozimento. 2 3 Após cada cozimento o licor negro foi recolhido e analisado em têrmos de álcali ativo residual (T625-ts64). A pasta celulósica foi lavada, desintegrada e depurada. A seguir utilizada para a determinação do número de KAPPA (T236-m60) e preparação das fôlhas para os testes físico-mecânicos. Os rendimentos brutos e depurados, teores de rejeites, números de KAPPA das pastas obtidas e teores de álcali residual dos licores negros são dados na tabela V. Cozizimentos Rend. Bruto TABELA V Rend. Dep. % Rej. N.O Kappa V 52,0 54,6 54,7 59,2 52,0 54,3 54,5 57,6 0,1 0,4 0,2 2,7 18,8 22,7 25,4 33,0 Álcali Residual (g/) 3,40 4,04 3,41 4,19 A refinação das pastas celulósicas depuradas foi efetuada em moinho centrífugal "[okro" a 150 rpm e consistência de 6%. Nas pastas refinadas determinaram-se os respectivos graus "Schopper- Ríegler" e foram utilizadas para a preparação das fôlhas no formador "Rapíd Koethen", As ôlhas apresentaram uma gramatura ao redor de 60 g/m2. Os ensaios físico-mecânicos foram feitos em aparelhos padronizados e as fôlhas foram acondícionadas e ensaiadas em ambiente com 50% mais ou menos 2% de umidade relativa e temperatura de 23 mais ou menos 2 C. A obtenção dos corpos de prova, procedimentos e cálculos foram feitos conforme norma TAPP Standar T220 m-60. Os resultados obtidos estão na Tabela V e gráficos, 11, ll, V, V e V. TABELA V - ENSAOS FSCO-MECANCOS DAS PASTAS OBTDAS DE BRACATNGA PROCESSO SULFATO Cozimento...-.:- Tempo SR Tração lndice de lndice de Dobras Pêso Especí- Refinação (m) Arreben- Rasgo Duplas fico aparen- (min.) tamento te (g/cm 3 ) O , , , , , , , , , ,778 O , , , , , , , , , ,850 Continua 45

4 TABELA V - ENSAOS FSCO-MECANCOS DAS PASTAS OBTDAS DE BRACATNGA PROCESSO SULFATO Cozimento Tempo SR Tração Índice de lndice de Dobras Pêso Especi- Refinação (m) Arreben- Rasgo Duplas fico aparen- (min.) tamento te (g/cm S ) O , , , ,662 lu , , , , , ,794 O , , , ,640 V , , , , ,6 74 PARECER DA COMSSÃO O trabalho focaliza um assunto de real importância para Os Estados do sul do país, onde a essência ocorre de forma natural e com desenvolvimento muito bom quase em caráter de invasora, e deve, obrigatoriamente, ser encarada como riqueza potencial de real valor. Ressalte-se que o trabalho já se apresenta como fruto da cooperação Universidade-ndústria, através do 1. P. E. F. (nstituto de Pesquisas Florestais) com reais vantagens ao desenvolvimento florestal. A Comissão aprovou por unanimidade o trabalho. 46

5 90,o 60.' 50 Q li' ir.? ' (Min.) GRAFCO - REfNAÇÃO DAS PASTAS CELULÓSCAS n 7000 /\11 O ' B5 90 GRAU JlE REFNA<;ÀO - 9SR GRÁnco 1- RESSTÊNCA À TRAÇÃO - COMPR1M.ENTO DE: AUTO-RUPTURA

6 71) , O GRAU E REFNAÇÃO GRÁFCO RESSTÊNCA Ao RASGO - ELMENDORF _", Y C,RÁFCO V - RESSTÊNCA AO ARREBENTAMENTO - MlLL8N GRAU DS RF1NAÇÃO - S

7 li t. O L-----L---L C----9O " 4 o 45" / GR.ÁFrCOv - RES!5'TÉ. ela A "DORA.s DUPLAS GRAU DE REFNAÇÃo - SR. o.sso 0,800 0,750 0,700 0, GRAU E RErNACÃO - 5R arãvco V - PÉSO SPEcfFCO APARENTE DAS FÓLHAS.